Оценка ресурса безопасной эксплуатации технологических трубопроводов методом мультифрактальной параметризации

• Автор: Сильвестров, Артем Степанович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений

Введение
1. Состояние экспертизы промышленной безопасности технических устройств опасных производств
1.1. Экспертное диагностирования технического состояния и определению остаточного срока службы трубопроводов

1.1.1. Порядок проведения технического диагностирования .

1.1.2. Анализ повреждений и параметров технического состояния

1.1.3. Уточненные расчеты на прочность и определение критериев предельного состояния

1.1.4. Определение ресурса и остаточного срока эксплуатации технических устройств

1.2. Изменение физико-механических характеристик, процессы охрупчивания в материалах. Эксплуатационные факторы, обуславливающие процессы охрупчивания
1.2.1. Деградационные процессы и выявление определяющих параметров технического диагностирования
1.2.2. Изменение стандартных механических свойств материалов
1.2.2.1. Разупрочнение
1.2.2.2. Упрочнение
1.2.2.3. Технологические факторы охрупчивания
1.2.2.4. Эксплуатационные факторы охрупчивания
1.2.3. Старение трубных сталей
1.2.3.1. Влияние различных факторов на кинетику процесса старения
1.2.3.2. Влияние старения на эксплуатационные свойства сталей трубопроводов
1.3. Оценка механических свойств и структуры металла при проведении технического диагностирования
1.3.1. Оценка механических свойств
1.3.2. Металлографические исследования
1.3.2.1. Исследование макроструктуры металла
1.3.2.2. Исследование микроструктуры металла
1.3.3. Оценка качества металла методом мультифрактального анализа
1.4. Заключение
1.5. Постановка задачи

2. Характеристика объектов и методов исследования
2.1. Основные объекты исследования
2.2. Методы исследования
2.2.1. Определение твердости методом Роквелла
2.2.2. Механические свойства при статическом растяжении..
2.2.3. Определение ударной вязкости
2.2.4. Метод мультифрактальной параметризации
2.2.5. Методы статистической обработки
2.2.6. Методы исследования микроструктуры металла
3. Состояние поверхности трубопровода как основной критерий его технического состояния
3.1. Термоциклические процессы как причина КРН на магистральных газопроводах
3.2. Эффективная глубина поверхностной обработки металла трубопровода для мультифрактального анализа
Выводы к главе
4. Идентификация металла трубопровода отработавшего расчетный ресурс и металла образцов из аварийного запаса методом мультифрактальной параметризации
Выводы к главе
5. Оценка остаточного ресурса трубопровода по мультифрактальным параметрам структуры металла
5.1. Мультифрактальная параметризация в оценке уровня напряжений в материале нефтегазопроводов
5.2. Оценка остаточного ресурса трубопровода по мультифрактальным параметрам структуры металла
Выводы к главе
Выводы
Список литературы
Приложение

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
ПБ - промышленная безопасность;
ЭПБ - экспертиза промышленной безопасности;
ОПО - опасный производственный объект;
МФ - мультифрактальные;
МФП - мультифрактальная параметризация
ТУ - технические устройства
ТС - техническое состояние
ПТС - параметры технического состояния
КО - критерии отбраковки
УЗТ - ультразвуковая толщинометрия
АЭК - акустико-эмиссионный контроль
ЗТВ - зона термического влияния
НД - нормативная документация
Тк (Тэ) - остаточный ресурс ТУ, подвергающегося действию коррозии (эрозии);
Бф - фактическая минимальная толщина стенки элемента;
Бр - расчетная толщина стенки элемента; а - скорость равномерной коррозии (эрозионного износа);
5я — исполнительная толщина стенки элемента;
Со — плюсовой допуск на толщину стенки;
Тэ - время эксплуатации сосуда с момента его пуска;
[И] - допускаемое количество циклов нагружения;
N3 - количество циклов нагружения за период эксплуатации; ств— временное сопротивление; о>- фактический предел текучести; его,2~ условный предел текучести;
5 - относительное удлинение; ц/ - относительное сужение;

где ап - установившаяся скорость ползучести, %/год.
Остаточный ресурс трубопровода в этом случае рассчитывается по формуле:
1"Т7 О гтч ГТУ
1 п ~ ‘ п ~ * э >
где Тэ - продолжительность эксплуатации от начала до последнего обследования.
Установившаяся скорость ползучести рассчитывается по формуле:
__100[Мг,)-М/2)] модед ’
где Ьф(г), Ьф^г) - измеренный размер в кольцевом направлении (диаметр или толщина) трубопровода при двух различных обследованиях, мм;
Лг - время между первым и вторым обследованиями, лет;
К] - коэффициент, учитывающий отличие средней ожидаемой скорости ползучести от гарантированной скорости ползучести с доверительной вероятностью у = 0,7—0,95;
К2 - коэффициент, учитывающий отличие значения скорости ползучести, полученного по линейному закону, от значения, рассчитанного по более точным нелинейным законам изменения контролируемого параметра.
Значения коэффициентов К; и К2 принимаются в пределах: К = 0,5—0,75; 70=
0.75—1,0 . При этом меньшие значения 70, 76 принимаются при высокой скорости ползучести (более 0,05 % в год) и превышении общей остаточной деформации значения 0,5 %. Большие значения 70, 70 принимаются при низкой скорости ползучести (меньше 0,05 % в год) и при общей остаточной деформации меньше 0,5 %;
Если по результатам очередного диагностирования имеется три значения контролируемого параметра Ьф(1), Ьф(У, Ьф@з) , полученных в моменты времени О, О, /з, то для определения скорости ползучести вычисляются величины:
1, хх =2>/; =2>«2;
1=1 /=1 Ы ы
Затем рассчитывается скорость ползучести по формуле: